/**
 * 基数排序，LSD版本
 */
public class RadixSortLSD {

    public void radixSortLSD(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (int num : nums) {
            min = Math.min(min, num);
        }
        // 找到最小的数，用于计算偏移量，确保数字非负且从0开始
        int offset = -min;
        for (int num : nums) {
            num += offset;
        }

        int max = Integer.MIN_VALUE;
        for (int num: nums) {
            max = Math.max(max, num);
        }

        // 计算最大数字的位数
        int maxLength = 0;
        while (max >= 0) {
            max /= 10;
            maxLength++;
        }

        // 从低位到高位，依次对每位排序
        for (int k = 0; k < maxLength; k++) {
            countSort(nums, k);
        }

        // 将所有元素转回原值
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            nums[i] -= offset;
        }


    }

    // 基数排序使用的计数排序算法方法
    // 已经确保nums中所有元素非负且从0开始
    // k 是当前所需排序的位数
    private void countSort(int[] nums, int k) {
        // 基数排序中每一位十进制数的取值范围是0~9
        int[] count = new int[10];

        // 对每个元素的第K位进行计数
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int digit = nums[i] / (int)Math.pow(10, k) % 10;
            count[digit]++;
        }

        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            count[i] += count[i - 1];
        }
        // 按照第K位的值对元素进行排序
        int[] sorted = new int[nums.length];
        for (int i = nums.length - 1; i >= 0; i--) {
            int digit = nums[i] / (int) Math.pow(10, k) % 10;
            sorted[count[digit] - 1] = nums[i];
            count[digit]--;
        }

        // 将排序后的结果复制回原数组
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            nums[i] = sorted[i];
        }
    }


    public static void main(String[] args) {

    }
}


